Проекты

Краткое описание

В рамках проекта предполагается создание приборного комплекса непрерывного контроля загрязнений окружающего воздуха (концентрации сажевых аэрозолей в атмосфере - одного из главных загрязняющих факторов производственной деятельности человека). Сажевые аэрозоли являются наиболее опасными токсичными загрязнениями, влияющими на экологию биосферы. Постоянный мониторинг загрязнений окружающего воздуха позволит оперативно выявлять и максимально быстро принимать меры по устранению источников загрязнения. Особенно это касается арктических регионов, в силу их удаленности и труднодоступности. Как известно, осаждение сажевых аэрозолей на снежный покров значительно изменяет его оптические и радиационные свойства, Это приводит к ускоренному таянию снега и льда, что в свою очередь негативно влияет на экологию региона.
Методика измерения, в основном используемая в настоящее время в России, не позволяет осуществлять непрерывный контроль загрязняющих примесей и получать оперативную информацию о состоянии окружающей среды и качестве воздуха. Предлагаемая разработка позволит создать научно-техническую и методическую основу для создания автономного сетевого непрерывного мониторинга чистоты воздуха, прежде всего на особо охраняемых территориях и территориях развития экологического туризма. Такая система мониторинга отсутствует в настоящее время в России, в то время как за рубежом она существует и активно развивается. Аппаратура, которая будет разработана в рамках данного проекта, в России не производится. Уже имеющиеся наработки в этом направлении (Патент № 177269 от 27.02.2017 г.), позволят избежать стадию НИР и значительно сократить время и стоимость ОКР. Разрабатываемая в рамках данного проекта аппаратура допускает интегрирование ее в состав существующих комплексов мониторинга окружающей среды, как мобильных, так и стационарных. Кроме того, разрабатываемая аппаратура позволит произвести системную интеграцию ее с другими датчиками и приборами для расширения спектра исследуемых параметров для создания полноценной сетевой системы экологического мониторинга.
Работа будет выполнена силами 4-х специалистов, имеющих опыт разработки подобной аппаратуры. Силами наших специалистов уже разработаны экспериментальные образцы аппаратуры для измерения различных параметров окружающего воздуха. Наши образцы прошли испытания в различных регионах, включая субтропики, среднюю полосу России, Арктический регион (проект «Северный полюс 2015»).

Цель

1. Создать научно-технические основы для обеспечения непрерывного мониторинга чистоты воздуха (измерения концентрации сажевых аэрозолей) в особо охраняемых природных территориях.

Задачи

1. Разработать опытный образец аппаратуры для непрерывного контроля концентрации сажевых аэрозолей.
2. Разработка предложений по внедрению полученной в рамках проекта аппаратуры в систему мониторинга окружающей среды особо охраняемых природных территорий.

Обоснование социальной значимости

Черный углерод - это продукт неполного сгорания угля, дизельного топлива, биотоплива и биомассы – лесов, торфяников и т.п. Твёрдые частицы сажи, в основном состоящие из чистого углерода, поглощают солнечное излучение, определяя этим потепление атмосферы, и оказывают воздействие на формирование и время жизни облаков. А осаждение чёрного углерода вызывает уменьшение отражающей способности снега и льда и соответственно ускорение их таяния.
Результаты предварительного анализа показывают, что на долю России приходится около 7 процентов мировой эмиссии чёрного углерода, причём основными источниками этих выбросов являются лесные пожары, а также потребление энергии в жилищном секторе, на транспорте и в промышленности. В российской Арктике к крупнейшим источникам выбросов чёрного углерода относятся мобильные и стационарные дизельные двигатели, причём существуют значительные возможности сокращения этих выбросов.
Являясь компонентом взвешенных частиц, чёрный углерод оказывает отрицательное влияние на здоровье людей, экосистемы и атмосферную видимость, часто приводит к возникновению респираторных и кардиоваскулярных заболеваний. Частицы чёрного углерода попадают в организм человека через лёгкие в процессе дыхания, через желудочно-кишечный тракт с водой и пищей, а также через кожу и слизистые оболочки. В исследованиях Российской академии наук выявлена положительная связь взвешенных частиц с ростом смертности от ишемической болезни сердца и цереброваскулярных заболеваний в Москве.
Чёрный углерод оказывает воздействие на климат. Прямой эффект заключается в том, что, поглощая солнечную радиацию во всех длинах волн, чёрный углерод способствует прогреву атмосферы. Кроме того, он взаимодействует с облаками, что сказывается на их стабильности, количестве осадков и отражающей способности. Установлено, что он удерживает в несколько сотен раз больше тепла, чем углекислый газ. В связи с учётом таяния ледников, повышением уровня моря, уменьшением льда на полюсах и негативными последствиями для флоры и фауны сокращение выбросов чёрного углерода – это одна из важнейших задач в борьбе с изменением климата.
Воздействие сажи на климат способствует повышению числа таких экстремальных погодных явлений, как длительная и необычайная жара в Москве летом 2010 года, которая сопровождалась высокой смертностью в этот период. Чёрный углерод составляет около 75 процентов выбросов взвешенных частиц от мобильных дизельных двигателей, в то время как в процессе сгорания биомассы выбрасывается в основном органический углерод. Продолжительность пребывания чёрного углерода в атмосфере невелика, и климат быстро отреагирует на сокращение его выбросов, особенно в таких чувствительных регионах, как российская Арктика. Стратегии сокращения выбросов чёрного углерода, как правило, приводят к сокращению выбросов взвешенных частиц, обеспечивая значительные медицинские, экологические и экономические выгоды

География проекта

Государственный природный заповедник "Большой арктический" (г. Норильск). Национальный парк "Русская Арктика" (г. Архангельск).

Целевые группы

1. Особо охраняемые природные территории и территории экологического туризма Арктики. Население арктического региона, жители и посетители особо охраняемых природных территорий и территорий экологического туризма